Цифровой фазометр

В современной технике широко распространены фазовые методы измерения, которые обладают высокой точностью и помехоустойчивостью, они используются для измерения характеристик импульсных устройств точных измерений углов и перемещений. Используется в дальномерах и других приборах, принцип действия которых заключается в преобразовании измеряемого сдвига фаз между двумя синусоидальными сигналами с преобразованием импульсного напряжения во временной интервал, который затем измеряется числоимпульсным методом. Структурная схема и соответствующие временные диаграммы приведены на рисунке 7.6.

;

Рисунок 7.6 – Структурная схема и временная диаграмма фазометра

Входные сигналы, разность фаз которых j поступает на формирователь Ф₁ Ф₂, на входах формирователей образуются импульсы при изменении знака входного сигнала от (–) к +. Временной интервал каждого импульса с формирователей поступает на триггер, при приходе импульса от Ф₁ триггер переключается, тем самым открывает ключ, при приходе импульса от Ф₂ триггер переключается в исходное состояние и закрывает ключ. Таким образом, ключ открыт на время t_х, равное разности фаз между 2 сигналами. В это время импульс от генератора через ключ проходит на счетчик, таким образом посчитанное счетчиком количество импульсов пропорционально времени сдвига фаз 2-х сигналов. Основным недостатком ЦФ мгновенного значения является ограниченность частотного диапазона со стороны верхних частот. Для измерения параметров ВЧ сигналов используют ЦФ среднего сдвига, в нем усредняют измеренное значение за N периодов в течение заданного времени. Диапазон измерения до 100 кГц погрешность 0,01 %.

Если сравнить все рассмотренные схемы, то видно, что они состоят из одинаковых узлов, поэтому частотомеры и измерители временных интервалов в большинстве случаев строятся в виде одного универсального прибора, называемого электронно-счетным частотомером или частотомером- хронометром.

Посредством переключателей могут устанавливаться следующие виды измерения: частоты, периода или промежутка времени, отношения частот, а также подсчета количества импульсов за определенный промежуток времени. Частотомеры делятся на НЧ и ВЧ до 10 МГц и до 500 МГц.